зуміння механізму реакції потрібні відомості про властивості проміжних речовин, що утворюються на кожній стадії, що протікає, як правило, дуже швидко. Якщо 20-30 років тому технічні засоби експерименту дозволяли простежити за проміжними молекулами з часом життя близько однієї мільйонної частки секунди, то сучасні лазерні джерела випромінювання істотно розширили тимчасової діапазон досліджень від 10 -6 до 10 -15 с.
При взаємодії двох хімічних сполук утворення продуктів реакції визначається статистичною ймовірністю, що залежить від вихідного енергетичного стану, збудження і взаємної орієнтації молекул при зіткненнях. Сучасна вакуумна техніка відкриває нові можливості для взаємодії реагуючих сполук при зіткненні молекул. У глибокому вакуумі, де довжина вільного пробігу молекул велика, зіткнення молекул може відбуватися в порівняно невеликому обсязі, що становить зону перекриття двох молекулярних пучків реагуючих сполук, в якій зростає ймовірність участі кожної молекули не більше ніж в одному зіткненні, що приводить до реакції. Це означає, що з'явилася реальна можливість для вивчення тонких процесів і управління хімічними перетвореннями.
Визначення характеристик атомних і молекулярних частинок (їх структури і складу) в аналітичної хімії називають якісним аналізом, а вимір їх відносного вмісту - кількісним аналізом. Нові методи якісного та кількісного аналізу грунтуються на останніх досягненнях різних галузей природознавства і в першу чергу фізики. Методи аналітичної хімії широко застосовуються в різних галузях хімії, в медицині, сільському господарстві, геології, екології тощо
Для кількісного аналізу досліджувані складні, суміші й з'єднання діляться на компоненти. Для цього застосовується універсальний метод - хроматографія. Цей метод вперше запропонував російський вчений М.С. Колір (1872-1919). Його сутність полягає в тому, що різні речовини в рідкому або газоподібному фазі мають різною міцністю зв'язку з поверхнею, з якою вони перебувають у контакті. За допомогою хроматографії можна розділити і зафіксувати надзвичайно мала кількість речовини в суміші - близько 10 -12 м. Крім того, хроматографія дозволяє розділити багатокомпонентні газоподібні суміші, що містять речовини різного ізотопного складу.
Для аналізу та ідентифікації структури складних молекул, які об'єднують велику кількість атомів з різними взаємними зв'язками, широко застосовуються засновані на фізичних принципах експериментальні методи ядерного магнітного резонансу, оптичної спектроскопії, мас-спектроскопії, рентгеноструктурного аналізу, нейтронографії тощо
У управлінні хімічними процесами важливу роль відіграють попередні розрахунки, дозволяють визначити властивості синтезованих молекул. Ще в першій половині XX століття з розвитком квантової теорії з'явилася можливість розраховувати взаємодія електронів і атомних ядер при хімічних реакціях. Однак на практиці такі розрахунки довго залишалися недосяжними: аж надто складні рівняння квантової механіки для комплексних об'єктів - молекул і навіть атомів з безліччю рухомих електронів. Вирішення такого завдання стало можливим при обліку електронної щільності, а не руху окремих електронів в молекулі або атомі. Такий підхід дозволяє розраховувати властивість і структуру навіть дуже складних молекул, наприклад білкових. За рішення даної задачі квантової хімії австрійський фізик Вальтер Кон і англійський математик і фізик Джон поплив (обидва вчених працюють в США) удостоєні в 1998р. Нобелівської премії з хімії.
В
2. ОСВІТА ЗЕМНИХ І Позаземної речовини
Геохімічні процеси в надрах Землі і на її поверхні, являють собою перетворення складних з'єднань і сумішей, що складаються з кристалічних і аморфних фаз. Багато з них протікають при дуже високих тисках і температурах. Сучасні технічні засоби експерименту дозволяють відтворити в лабораторії умови, близькі до умов усередині Землі і навіть земного ядра. Природні процеси: кристалізація, часткове розчинення, зміна структури мінералів (Метаморфізм), вивітрювання і т.п. - Призводять до утворення рудних відкладень або до їх руйнування і розсіювання.
Великий інтерес представляють метеорити: вони дають необхідну інформацію про еволюцію небесних тіл, що знаходяться на різних стадіях розвитку. При цьому важливу роль відіграє аналіз ізотопного складу багатьох металів і газоподібних речовин, знайдених в метеоритах.
Хімія внесла і вносить істотний внесок у дослідження космічного простору. Без ракетного палива та сучасних матеріалів, здатних витримати величезний тиск, високу температуру й інтенсивне космічне випромінювання, без електрохімічних джерел енергії, без різноманітних хімічних засобів для забезпечення харчування космонавтів ми сьогодні дивилися б на Місяць з нашого прекрасного далека. Космос з давніх пір став об'єктом хімічних досліджень. На стику хімії та астрофізики зародилася нова ...
